浅谈钢管桩施工在隧道基底加固中的应用

周光容

【摘 要】以襄渝线安康-梁家坝增建第二线工程郑家坪隧道工程为例,介绍了钢管桩施工在隧道基底加固中的应用,具体阐述了钢管桩注浆加固的施工工艺及安全注意事项,为今后类似工程施工提供了经验. 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2010(036)032 【总页数】2页(P349-350)

【关键词】钢管桩;施工工艺;隧道;注浆加固 【作 者】周光容

【作者单位】中铁二十局集团第六工程有限公司,陕西,西安,710032 【正文语种】中 文 【中图分类】U457.3

1 工程概况

襄渝线安康—梁家坝段增建第二线工程郑家坪隧道位于四川省万源市境内,起讫里程 YDK 466+310～YDK 467+235,全长925m。隧道设计坡度 -7.5‰,平面曲线半径 2000 m。隧道位于大巴山山脉南部之低山河谷区,群山起伏,河谷深切。上覆第四系全新统人工填筑碎石土,全新统滑坡堆块石土,第四系全新统坡、崩积层)碎石土,第四系全新统、坡残积层;下伏侏罗系下统(J1)砂岩、砾岩夹泥岩、页岩及煤层。

地质构造主要为郑家坪向斜(YDK466+750附近)、郑家坪 1号逆断层(YDK 466+455附近)、郑家坪 2号逆断层(YDK 466+900附近)。本隧地下水对混凝土具有弱～中等硫酸盐酸性侵蚀性。不良地质为滑坡、岩堆、危岩落石及采空区,特殊地质为煤层瓦斯。

隧道开挖后在对隧底进行进一步物探和钻孔验证后,确认YDK 466+770～YDK 467+015在隧底以下 3m～8m存在煤层采空巷道,因此设计中对于

YDK466+765～YDK467+015段基底采用φ75钢管桩注浆加固,钢管桩桩长为 10m,边墙范围钢管桩间距 0.6m,注浆材料为 1∶1水泥浆,其余范围间距 1m设置,注浆材料为 1∶1水泥砂浆,注浆压力 0.5MPa～1MPa。 2 钢管桩注浆加固的施工工艺及方法 2.1 钢管桩注浆施工工艺流程 钢管桩注浆施工工艺流程见图 1。

2.2 钢管桩施工主要施工设备

钢管桩施工主要机具设备:本隧道采用的是 HGY-1500型钻机进行钻孔,采用KBY-50/70注浆机进行注浆。 2.3 钢管桩注浆加固施工方法

1)测量布孔。在隧底初期支护施作完成后,进行钢管桩施工。根据设计要求,测量孔位边墙范围按 0.6m间距交错布置,其余范围按 1m间距交错布置(如图 2所示)。

2)钻机就位。钻机应就位在稳固的地基之上,就位时应使钻机底部平整,支撑牢固,以确保钻孔时不产生下沉、摆动及偏移等现象。钻孔时可采用多台钻机同时钻孔,就位时应避免钻机互相影响。就位时应使钻机准确对位于已测量的点位之上,防止偏斜。

3)钻孔。为便于安装钢管,设计中采用 φ89钻孔,钻孔前应检查机械设备是否正常。开钻时,可低速低压,待钻进一定深度时,可根据地质情况调整钻速。钻进时钻孔速度要均匀,特别是遇到加泥、加砂及破碎岩层后,要特别注意钻进速度,以防止卡钻。当遇到初期支护钢架、钢筋难以钻进时,应改用特制的合金钻头进行切割(隧底初期支护前应尽量提前预留钢管桩孔位,以便于后期施工)。当个别地方底部遇到孤石等难以钻进时,可使钻杆适当偏斜 1°～3°来调整钻孔方向。钻孔过程中应检查钻孔的垂直度,并及时进行纠偏。钻孔过程中应及时作好记录,根据孔口岩屑判断基底地质情况,以用来指导施工。

4)清孔。当检查孔位、孔深及垂直度符合要求后,进行清孔,清孔采用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

5)安装钢管桩钢管。钢管桩钢管采用φ75(d=5mm)无缝钢管加工而成,钢管前端为尖形,尾端 50 cm设止浆段。钢管壁一周设四排注浆孔,注浆孔 φ6mm～φ8mm,间距 15 cm左右,梅花形布置。

6)注浆。注浆材料边墙范围内采用 1∶1水泥浆,其余范围内采用 1∶1水泥砂浆。注浆前先检查管路和机械设备状况,确认正常后做压浆试验,以选择合适的注浆参数,以此来进行施工。注浆分两次进行,第一次注浆的浆液充分收缩后,进行第二次注浆。注浆应隔桩注浆,不得连续注浆,以确保浆液的固结效果。注浆初压控制在 0.5 MPa～1 MPa,终压控制在 2 MPa,持压 3 min～5min后停止注浆。 注浆时应确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆。注浆过程中压力如突然升高,可能发生堵管,应停机检查。如发生串浆,应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用木楔、棉纱、锚固剂或快硬水泥进行封堵,直至不再串浆时继续注浆。注浆结束后应及时清除管内浆液,并用不低于M 30的水泥砂浆充填,以增强钢管桩的刚度和强度。注浆过程中应安排专人负责,并填写好注浆记录,以使注浆过程具有可追溯性。

7)注浆效果质量检验。在注浆段每隔 15 m设置检查孔一个,检查孔取岩芯,观察注浆充填情况,并检查测量孔内涌水量。

进行压水检查,在 1MPa的压力下,进水量小于 2L/(min◦m)。 当注浆效果达不到质量要求时应进行补注或重注。 2.4 安全注意事项

1)作业人员作业时应戴好各类防护用具;2)钻孔机械应固定牢靠;3)钻孔时要掌握好钻进速度,防止断杆;4)钻杆安装、拆卸时及钢管桩安装时要注意安装及拆卸人员与钻机操作手的配合,避免因未安装或拆卸好而启动机械伤人;5)注浆时,施工人员应避免正对注浆管;6)注浆时应随时检查管路的连接及机械设备的运行状况,防止因机械故障引发事故。 参考文献:

【相关文献】

[1]罗启斌,马 磊.太中银铁路岗城隧道注浆施工技术研究[J].山西建筑,2009,35(6):335-336.